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Academic Year/course: 2023/24

60040 - Radiation detection systems


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
60040 - Radiation detection systems
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
Degree:
538 - Master's in Physics and Physical Technologies
589 - Master's in Physics and Physical Technologies
ECTS:
5.0
Year:
1
Semester:
Second semester
Subject type:
Optional
Module:
---

1. General information

In this subject students will learn the physics and electronics necessary to understand the functioning and operation of the main types of radiation detectors and to be able to design, assemble, set up and perform experiments in a scientific laboratory. Students will also learn the characteristics of the electrical signals produced and some signal processing techniques.

Its approaches and objectives are aligned with the following Sustainable Development Goals (SDGs) of the United Nations 2030 Agenda (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/):

  • SDG 4 (Quality education)
  • SDG 9 (Industry, innovation and infrastructure)

There are no specific prerequisites for this subject although it is advisable to have a degree in physics or engineering, or at least a basic knowledge of electronics and radiation.

2. Learning results

  • The student will be able to describe the energy spectrum of different radiation sources and distinguish the signals left by the interaction of radiation in materials commonly used as detectors.
  • The student will be able to identify the most suitable detector for each type of radiation, energy range or purpose.
  • The student will know how the electric charge, heat or light produced in a detector by radiation is converted into an electric pulse.
  • The student will be able to calculate the effect of electronic noise on time and amplitude measurements.
  • The student will be able to analyse and design an analogue pulse shaping electronic circuit for amplitude and time measurements.
  • The student will be able to design pulse digitizing systems.
  • The student will be able to set up a complete ionizing radiation measurement system.
  • The student will be able to calculate the effects of radiation on semiconductor devices.
  • The student will be able to use different detection equipment in the laboratory and interpret the results.

3. Syllabus

  1. Radiation sources and interactions
  2. Physical fundamentals and general properties of radiation detectors
  3. Gas detectors, scintillation detectors, semiconductor detectors, bolometers and hybrid detectors
  4. Radiation spectroscopy
  5. Detection system applications
  6. Introduction to sensing electronics
  7. Signal acquisition
  8. Analog pulse processing
  9. Digital pulse processing
  10. Effect of radiation on circuits
  11. Radiation detector architectures

4. Academic activities

The subject is organized in three activities:

  • theoretical classes (3 ECTS)
  • interactive problem-solving classes (1 ECTS)
  • work in the laboratory (1 ECTS)

The theoretical classes in the classroom will serve to introduce the basic knowledge of the subject. Interactive problem-solving lectures and laboratory work sessions will be interspersed throughout the course. In the latter, students will perform experiments and write reports with the results obtained. Likewise, throughout the course, students will solve problems, questions and other activities proposed by the professors that will be used for their continuous assessment.

5. Assessment system

  • Continuous assessment through the solving of problems, questions and other proposed activities: it will represent 50% of the final grade.
  • Written reports of the work done in the laboratory: it will account for 50% of the final grade.

Passing the subject by means of a single global test.

Students will be able to pass the subject by means of a single global test divided into two parts:

  1. A theoretical-practical test with problems and questions related to the main concepts discussed in the subject. The student will have 90 minutes to write the test and it will account for 50% of the final grade.
  2. A practical exercise in which the student will be asked to describe the elements and configuration of an experimental setup used in the subject and then to assemble and set it up in the laboratory. The student will have 90 minutes to write the test and it will account for 50% of the final grade.


"Outstanding" grade or "Matricula de Honor" may be awarded, according to the current regulations, among the students who have obtained the highest "outstanding" and, in case of doubt, a specific optional work will be proposed.



 

 


Curso Académico: 2023/24

60040 - Sistemas de detección de radiación


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
60040 - Sistemas de detección de radiación
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
538 - Máster Universitario en Física y Tecnologías Físicas
589 - Máster Universitario en Física y Tecnologías Físicas
Créditos:
5.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

En esta asignatura el estudiante aprenderá la física y electrónica necesaria para entender el funcionamiento y operación de los principales tipos de detectores de radiación y para poder diseñar, montar, poner a punto y realizar experimentos en un laboratorio científico. También aprenderá las características de las señales eléctricas producidas y algunas técnicas de procesado de señales.

Sus planteamientos y objetivos están alineados con los siguientes Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/):

  • ODS 4 (Educación de calidad)
  • ODS 9 (Industria, innovación e infraestructuras)

No hay requisitos previos específicos para cursar esta asignatura, aunque es aconsejable tener un grado o licenciatura en física o ingeniería o, al menos, tener unos conocimientos básicos sobre electrónica y radiación.

2. Resultados de aprendizaje

  • El estudiante es capaz de describir el espectro de energía de diferentes fuentes de radiación y distinguir las señales que deja la interacción de la radiación en los materiales usados comúnmente como detectores.
  • El estudiante es capaz de identificar el detector más adecuado para cada tipo de radiación, rango de energía o propósito.
  • El estudiante conoce cómo la carga eléctrica, calor o luz producidos en un detector por la radiación se convierten en un pulso eléctrico.
  • El estudiante es capaz de calcular el efecto del ruido electrónico sobre las medidas de tiempo y amplitud.
  • El estudiante es capaz de analizar y diseñar un circuito electrónico analógico de conformación de pulsos para mediciones de amplitud y tiempo.
  • El estudiante es capaz de diseñar sistemas de digitalización de pulsos.
  • El estudiante es capaz de configurar un sistema completo de medida de radiación ionizante.
  • El estudiante es capaz de calcular los efectos de la radiación en dispositivos semiconductores.
  • El estudiante es capaz de utilizar diferentes equipos de detección en el laboratorio e interpretar los resultados.

3. Programa de la asignatura

  1. Fuentes de radiación e interacciones
  2. Fundamentos físicos y propiedades generales de los detectores de radiación
  3. Detectores de gas, detectores de centelleo, semiconductores, bolómetros y detectores híbridos
  4. Espectroscopia de radiación
  5. Aplicaciones de sistemas de detección
  6. Introducción a la electrónica de detección
  7. Adquisición de señales
  8. Procesado analógico de pulsos
  9. Procesado digital de pulsos
  10. Efecto de la radiación en circuitos
  11. Arquitecturas de detectores de radiación

4. Actividades académicas

La asignatura está organizada en tres actividades:

  • clases teóricas (3 ECTS)
  • clases interactivas de resolución de problemas (1 ECTS)
  • trabajo en el laboratorio (1 ECTS)

Las clases teóricas en el aula servirán para introducir los conocimientos básicos de la asignatura. A lo largo del curso se intercalarán clases interactivas de resolución de problemas y sesiones de trabajo en el laboratorio. En estas últimas el estudiante realizará experimentos y redactará informes con los resultados obtenidos. Asimismo, a lo largo del curso los estudiantes resolverán problemas, cuestiones y otras actividades propuestas por el profesorado que servirán para su evaluación continua.

5. Sistema de evaluación

  • Evaluación continua mediante la resolución de problemas, cuestiones y otras actividades propuestas: supondrá un 50% de la nota final.
  • Informes escritos de la labor realizada en el laboratorio: supondrá un 50% de la nota final.

Superación de la asignatura mediante una prueba global única

Los alumnos podrán superar la asignatura mediante una prueba global única dividida en dos partes:

  1. Una prueba teórico-práctica con problemas y cuestiones relacionados con los principales conceptos discutidos en la asignatura. El estudiante dispondrá de 90 minutos para realizar la prueba y esta supondrá el 50% de la nota final.
  2. Un ejercicio práctico en el que se pedirá al estudiante que describa los elementos y configuración de un montaje experimental utilizado en la asignatura y que, a continuación, lo monte y ponga a punto en el laboratorio. El estudiante dispondrá de 90 minutos para realizar la prueba y esta supondrá el 50% de la nota final.

Calificación de Matrícula de Honor
La calificación de Matrícula de Honor se podrá otorgar, siguiendo la normativa vigente, entre los alumnos que hayan obtenido el Sobresaliente más alto y, en caso de duda, se propondrá un trabajo específico de carácter opcional.